-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Überrollschutzsystem für ein Kraftfahrzeug gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Patentanspruch 1.
-
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, bei Kraftfahrzeugen ohne feste Dachkonstruktion, mithin Cabriolets oder Roadstern, ein Überrollschutzsystem einzubauen, um im Falle eines Fahrzeugüberschlages die Insassen vor Verletzungen zu schützen. Hierzu sind zum einen insbesondere bei Sportwagen oder aber Roadstern bekannte Überrollbügel fest mit dem Kraftfahrzeug verbunden und zumindest bei geöffnetem Dach immer sichtbar. Dies verleiht dem Kraftfahrzeug eine markante Optik, die nicht bei jedem Cabriolet aus designtechnischen Gründen gewollt ist.
-
Weiterhin ist bei Cabriolets unter Umständen ein nur beschränkter Bauraum im Bereich des Überrollschutzes gegeben, der insbesondere bei geschlossenem Dach ein dauerhaft ausgefahrenes Überrollschutzsystem nicht ermöglicht. Hierzu sind aus dem Stand der Technik Überrollschutzsysteme bekannt, die versenkt eingebaut sind und bei Aktivierung ausfahrbar und verriegelbar sind.
-
Beispielsweise ist ein solches Überrollschutzsystem aus der
DE 101 32 421 C1 bekannt.
-
Hierbei ist in dem Kraftfahrzeug eine Kassette fest installiert, wobei in der Kassette selbst relativ verschieblich ein Überrollkörper angeordnet ist. Bei Aktivierung des Überrollschutzsystems fährt der Überrollkörper aus der Kassette aus, wobei zwischen dem Überrollkörper und der Kassette ein Klinkensystem ausgebildet ist, dass dann den Überrollkörper abhängig von der für die Ausfahrbewegung zur Verfügung stehende Zeit aus diesem ausfahren lässt.
-
Im Falle eines Überschlages tritt jedoch eine anfängliche Initialkraft auf, die auf die Insassen wirkt. Hier gilt es, die Initialkraft und die daraus auf die Insassen wirkenden Belastung gering zu halten, um den Insassen vor Verletzungen zu schützen. Der zur Verfügung stehende Bauraum sowie die unterschiedlichen, sich durch einen Überschlag ergebenden Belastungen auf den Insassen sind dabei weiterhin abhängig von dem Kraftfahrzeugtyp selber. So benötigt ein kleines leichtes Cabriolet mit einem Gewicht von ca. 1200 kg ein anderes Überrollschutzsystem als ein in Relation hierzu deutlich größeres Cabriolet mit einem Fahrzeuggewicht von 1800 kg oder mehr.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ausgehend vom Stand der Technik, ein Überrollschutzsystem bereitzustellen, das gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Überrollschutzsystemen eine verbesserte Schutzwirkung besitzt und universell für verschiedene Fahrzeugtypen einsetzbar ist.
-
Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Überrollschutzsystem gemäß den Merkmalen im Patentanspruch 1 gelöst.
-
Vorteilhafte Ausführungsvarianten der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
-
Das erfindungsgemäße Überrollschutzsystem für ein Kraftfahrzeug umfasst einen Überrollkörper und eine Kassette, wobei der Überrollkörper aus der Kassette ausfahrbar ist und über ein Klinkensystem verriegelbar ist und wobei an dem Überrollkörper ein Klinkenhalter gekoppelt ist. Das Überrollschutzsystem ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Klinkenhalter und den Überrollkörper ein separates Deformationselement eingegliedert ist.
-
Im Falle eines Überschlages fährt der Überrollkörper aus der Kassette durch die Aktivierung über ein Crashwarnsystem, beispielsweise ein Airbagsteuergerät oder aber auch eine Precrashsensorik, durch Relativverschiebung aus. Die Kassette ist dabei im Rahmen der Erfindung fest in dem Kraftfahrzeug installiert und der Überrollkörper relativ beweglich hierzu angeordnet.
-
Bevorzugt wird der Überrollköper über ein Schienensystem innerhalb der Kassette und/oder Abstandhalter innerhalb der Kassette geführt, so dass maßgeblich eine Linearbewegung in positive Kraftfahrzeug Z-Richtung orientiert erfolgt.
-
Abhängig von dem Ausfahrweg ist dann ein Klinkensystem vorgesehen, das den Überrollkörper an einem rückwärts gerichteten Einfahren in die Kassette hindert. Bevorzugt ist das Klinkensystem derart ausgebildet, dass es ein stufenweises und insbesondere ein stufenloses Verriegeln ermöglicht. Ein Klinkenhalter ist dabei insbesondere im Rahmen der Erfindung an dem Überrollkörper gekoppelt. Der Klinkenhalter kann dabei der Halter der Klinke selber sein oder aber auch in inverser Anordnung eine Zahnleiste, in die die Klinke, die in diesem Fall an der Kassette befestigt ist, einrastet.
-
Um nunmehr erfindungsgemäß das Überrollschutzsystem an verschiedenste Kraftfahrzeuge anpassen zu können, insbesondere im Hinblick auf geometrischen Abmessungen und/oder die Eigenschaft, Crashenergie abzubauen, ist zwischen dem Überrollkörper und dem Klinkenhalter ein Deformationselement eingegliedert, das als separates Bauteil ausgebildet ist. Mithin ist es möglich, durch einfaches Austauschen des Deformationselementes in der gesamten Baugruppe des Überrollschutzsystems verschiedene Crasheigenschaften zu realisieren und/oder verschiedene geometrische Abmessungen auszubilden. Beispielsweise ist es möglich, durch ein längeres Deformationselement, welches insbesondere eine erhöhte Länge in Kraftfahrzeug Z-Richtung aufweist, einen größeren Ausfahrweg zu realisieren. Im Rahmen der Erfindung ist es weiterhin möglich, durch konstruktive Maßnahmen, beispielsweise durch Verringerung der Wandstärke und/oder Verringerung des Durchmessers und/oder durch das Einprägen von Sicken in dem Deformationselement, die Crasheigenschaften zu variieren. Mithin kann eine Baugruppe als Überrollschutzsystem für vielfältige Fahrzeugvarianten eingesetzt werden.
-
So ist das Deformationselement insbesondere als Strangpressprofil oder als Blechbauteil ausgebildet. Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, insbesondere das Deformationselement als Mehrkammerstrangpressprofil auszubilden, ganz besonders bevorzugt aus einem Leichtmetall, insbesondere aus einer Aluminiumlegierung. Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch weiterhin möglich, das Deformationselement als separates Blechbauteil auszubilden, das dann insbesondere aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere einem Stahlwerkstoff, hergestellt ist. Das Deformationselement weist hierzu insbesondere die Eigenschaft einer Crashbox auf. Insbesondere ist das Deformationselement als Hohlprofil ausgebildet, welches besonders bevorzugt mit seiner Mittellängsachse in Kraftfahrzeug Z-Richtung orientiert in dem Kraftfahrzeug angeordnet ist. Bei dem Kraftfahrzeugkoordinatensystem handelt es sich dabei um das standardisierte Kraftfahrzeugkoordinatensystem, welches in der Mitte der Vorderachse liegt, wobei die X-Richtung in Fahrtrichtung, die Y-Richtung in Transversalrichtung und die Z-Richtung nach oben hin orientiert sind.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung ist das Deformationselement auf das Kraftfahrzeugkoordinatensystem bezogen an einer Unterseite mit dem Klinkenhalter gekoppelt und an einer Oberseite mit dem Überrollkörper gekoppelt. Mithin ist es möglich, das Deformationselement in dem Überrollkörper selber anzuordnen, wobei es dann zu dem Klinkenhalter und dem Überrollkörper selbst jeweils absolute und lagefixierte Abstände besitzt. Durch die Einwirkung einer Überschlagskraft auf den Überrollkörper erfolgen dann eine Deformation und eine Relativbewegung von Überrollkörper zu Deformationselement. Der Überrollkörper selber ist insbesondere als Blechbauteil ausgebildet und/oder als Strangpressprofil ausgebildet. Bevorzugt ist der Überrollkörper zumindest einseitig teiloffen, derart, dass das Deformationselement zur Erstmontage in den Überrollkörper einsetzbar ist. Ebenfalls der Klinkenhalter wird in dem Überrollkörper montiert, und besonders bevorzugt über das Deformationselement mit dem Überrollkörper verbunden.
-
Es ist somit möglich, dass der Überrollkörper das Deformationselement insbesondere übergreift. Hierdurch wird verhindert, dass Kräfte unkontrolliert auf das Deformationselement selbst einwirken, mithin das Deformationselement nur von einer auf den Überrollkörper einwirkenden Kraft selbst verformt wird.
-
Das Deformationselement selbst ist weiterhin insbesondere schubstarr mit dem Überrollkörper gekoppelt und fährt zusammen mit dem Überrollkörper nach Aktivierung des Überrollschutzsystems aus der Kassette heraus. Insbesondere erfolgt das Ausfahren durch eine Antriebskraft, die durch eine vorgespannte Feder oder aber auch durch eine pyrotechnische Treibladung aufgebracht wird. Alternative Antriebsmöglichkeiten können ferner im Rahmen der Erfindung eingegliedert werden.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante weist das Deformationselement selbst eine Schernut auf, wobei durch Einwirkung auf das Deformationselement die Schernut durch Relativbewegung eines Scherbolzens aufgespalten wird. Insbesondere ist der Scherbolzen dann an dem Klinkenhalter gekoppelt, wobei durch Einwirken der Überschlagskraft auf den Überrollkörper der Scherbolzen in der Schernut verschoben wird, derart, dass das durch das Aufspalten der Schernut die Initialenergie bei einem ersten Auftreffen auf einen Untergrund abgebaut wird.
-
Im Rahmen der Erfindung ist jedoch das Deformationselement als weitere bevorzugte Ausführungsvariante alternativ oder aber ergänzend als metallisches Bauteil mit einer Wandstärke zwischen 2 und 8 mm insbesondere zwischen 3 und 6 mm ausgebildet und weist eine Höhe zwischen 10 und 150 mm bevorzugt zwischen 25 und 100 mm auf. Das Deformationselement ist hierzu im Rahmen der Erfindung nach dem Funktionsprinzip einer Crashbox aufgebaut, wobei durch die Einwirkung des Überschlages die Crashbox derart deformiert wird, dass die durch den ersten Aufschlag des Überschlages auftretende Initialkraft in Form von Umformarbeit an der Crashbox absorbiert wird.
-
In einer bevorzugten Ausführungsvariante ist das Deformationselement hierzu nach dem Prinzip einer Faltencrashbox aufgebaut und weist Biegelinien und/oder Sicken und/oder verringerte Wandstärken auf, die im Falle einer Krafteinwirkung einen gezielten Faltenwurf hervorrufen. Insbesondere verlaufen die Sicken, Biegelinien bzw. verschiedene verringerte Wandstärken in einer Ebene, die in der Kraftfahrzeug X/Y-Richtung liegt.
-
Weiterhin bevorzugt ist an dem Klinkenhalter und/oder an dem Überrollkörper mindestens ein Abstandhalter vorgesehen, der den Deformationsweg des Deformationselementes begrenzt. Wird somit die Initialkraft durch Verformung des Deformationselementes abgebaut, erfolgt durch den Abstandhalter eine Verhinderung des weiteren Deformierens des Deformationselementes. Danach wird über den Überrollkörper den Abstandhalter und die Kassette ein konstanter Abstand gehalten, der den Kopf- und Schulterbereich der Insassen vor weiteren Verletzungen schützt. Im Rahmen der Erfindung ist es ebenfalls möglich, dass das Deformationselement durch die Deformation auf Block fährt. Hierdurch kann dann der Abstandhalter als separates Bauteil entfallen, wobei der Überrollkörper nach Einrasten der Klinke und Deformation des Deformationselements schubstarr mit der Kassette gekoppelt ist.
-
Das Deformationselement selbst ist insbesondere mit dem Überrollkörper und/oder dem Klinkenhalter stoffschlüssig insbesondere über eine Schweißnaht gekoppelt. Hierdurch wird eine einfache und praktikable Möglichkeit gegeben, auch verschiedene Werkstoffe miteinander zu koppeln. Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch weiterhin möglich, dass eine der oben genannten Koppelungsstellen auch als formschlüssige Koppelung, beispielsweise als Schraubverbindung, ausgebildet ist.
-
Weitere Vorteile, Merkmale, Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung. Bevorzugte Ausführungsvarianten werden in den schematischen Figuren dargestellt. Diese dienen dem einfachen Verständnis der Erfindung. Es zeigen:
-
1a und b das erfindungsgemäße Überrollschutzsystem im eingefahrenen bzw. ausgefahrenen Zustand in einer Seitenquerschnittsansicht,
-
2a und b das erfindungsgemäße Überrollschutzsystem im ausgefahrenen Zustand vor und nach einem Aufschlag und
-
3a bis d das erfindungsgemäße Überrollschutzsystem in einer Ausführungsvariante mit Schernut.
-
In den Figuren werden für gleiche oder ähnliche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet, auch wenn eine wiederholte Beschreibung aus Vereinfachungsgründen entfällt.
-
1a zeigt ein erfindungsgemäßes Überrollschutzsystem 1 in einem ausgefahrenen Zustand. Das Überrollschutzsystem 1 weist dabei einen Überrollkörper 2 auf, wobei in dem Überrollkörper 2 erfindungsgemäß ein separates Deformationselement 3 angeordnet ist. Das Deformationselement 3 ist wiederrum mit einem Klinkenhalter 4 gekoppelt, wobei an dem Klinkenhalter 4 eine Klinke 5 schwenkbar angeordnet ist und die Klinke 5 in einer Zahnleiste 6 verrastet ist.
-
1b zeigt das Überrollschutzsystem 1 in einem unausgefahrenen Zustand, so dass die Zahnleiste 6 und die Klinke 5 noch nicht im Eingriff sind. Bei Betätigung des Überrollschutzsystems 1 wird dieses in Ausfahrrichtung aus der Kassette 7 ausgefahren und entsprechend der Abbildung in 1a zwischen Klinke 5 und Zahnleiste 6 verriegelt. Das Deformationselement 3 selber ist nicht näher dargestellt an einer Koppelstelle 8 mit dem Überrollkörper 2 gekoppelt. Ferner ist es an einer weiteren Koppelstelle 9 nicht näher dargestellt mit dem Klinkenhalter 4 gekoppelt. Das Deformationselement 3 selber weist hier dargestellt Sicken 10 auf, so dass es bei Auftreffen einer Kraft F gezielt durch einen Faltenwurf deformiert und die Kraft F in Form von Umformarbeit abbaut.
-
2a und b veranschaulichen dies nochmals deutlich. Auch hier ist das Überrollschutzsystem 1 ausgebildet durch den Überrollkörper 2, welcher in Ausfahrbewegungsrichtung A aus einer Kassette 7 ausgefahren ist und über den Klinkenhalter 4 mit der Klinke 5 in einer schematisch von hinten angedeuteten Zahnleiste 6 formschlüssig verriegelt ist. Zwischen Klinkenhalter 4 und Überrollkörper 2 ist das erfindungsgemäße Deformationselement 3 angeordnet, welches angedeutete Sicken 10 aufweist. Gemäß 2b führt die Krafteinwirkung F dazu, dass das Deformationselement 3 nach dem Prinzip einer Crashbox gestaucht wurde und sich an den Sicken 10 gezielt Falten 11 ausgebildet haben. Hierdurch wird eine Initialkraft beim ersten Auftreffen des Überrollkörpers 2 auf einen nicht näher dargestellten Untergrund gezielt abgebaut. Durch Austausch des Deformationselementes 3 ist es somit erfindungsgemäß möglich, ein und dasselbe Überrollschutzsystem 1 für verschiedene Fahrzeugklassen und/oder verschiedene Anforderungen von Kraftfahrzeugherstellern auszulegen.
-
3a bis d zeigen eine alternative Ausführungsvariante, wobei hier das Deformationselement 3 selbst mehrteilig ausgebildet ist und zwar durch eine Schernut 12 und einen Scherbolzen 13. Durch Relativverschiebung des Scherbolzens 13 in der Schernut 12, dargestellt in dem Ausgangszustand gemäß 3c, wird die Scherrnut 12 ausgespalten, wobei die Spalt- bzw. Reißarbeit zum Aufspalten der Schernut 12 durch den Scherbolzen 13 die auftreffende Energie der Kraft F abbaut. Das Überrollschutzsystem 1 ist ansonsten aufgebaut wie bereits zuvor beschrieben, bestehend aus einem Überrollkörper 2, der mit einem Klinkenhalter 4 gekoppelt ist, wobei sich zwischen dem Klinkenhalter 4 und dem Überrollkörper 2 das separate Deformationselement 3 befindet. Erfindungsgemäß ist dann in der Ausführungsvariante gemäß der 3a bis d das Deformationselement 3 selbst derart ausgebildet, dass ein Scherbolzen 13 die Schernut 12 aufreißt, so dass es zu der in 3b dargestellten Relativverschiebung zwischen Überrollkörper 2 und Klinkenhalter 4 kommt.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Überrollschutzsystem
- 2
- Überrollkörper
- 3
- Deformationselement
- 4
- Klinkenhalter
- 5
- Klinke
- 6
- Zahnleiste
- 7
- Kassette
- 8
- Koppelstelle
- 9
- Koppelstelle
- 10
- Sicke
- 11
- Falte
- 12
- Schernut
- 13
- Scherbolzen
- A
- Ausfahrbewegungsrichtung
- F
- Kraft
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
